(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のバッテリセルと、
第二のバッテリセルと、
前記第一のバッテリセルと前記第二のバッテリセルとの間に配置された冷却フィンであって、前記冷却フィンは、第一のヘッダ及び第二のヘッダと、押出ハウジングと、流れダイバータとを有し、前記第一のヘッダ及び前記第二のヘッダは、前記押出ハウジングの第一の端部及び第二の端部にそれぞれ連結され、前記押出ハウジングは、前記押出ハウジングを通じて延在している複数の第一の流れ通路と複数の第二の流れ通路とを有し、前記複数の第一の流れ通路及び前記複数の第二の流れ通路は、前記第一のヘッダ及び前記第二のヘッダに流体連通し、前記流れダイバータは、前記第一のヘッダ内に配置され、流体を前記第一のヘッダから、前記押出ハウジング内の前記複数の第一の流れ通路を通じて、前記第二のヘッダへ流し、これにより前記第一のバッテリセルから熱エネルギーを取りだし、次いで前記流体を前記第二のヘッダから、前記押出ハウジング内の前記複数の第二の流れ通路を通じて、前記第一のヘッダへ戻すように流し、これにより前記第一のバッテリセルから熱エネルギーをさらに取り出す冷却フィンと、
を備え、
前記第一のヘッダ及び前記第二のヘッダは、チューブ状形状であり、
前記複数の第一の流れ通路の中の流れ通路の数が、前記複数の第二の流れ通路の中の流れ通路の数を上回っているバッテリモジュール。
【請求項２】
前記第一のヘッダ及び前記第二のヘッダは、銅及びアルミニウムのうちの少なくとも１つから構築されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項３】
前記押出ハウジングは、銅及びアルミニウムのうちの少なくとも１つから構築されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項４】
前記流体は、冷却剤であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項５】
前記冷却剤は、エチレングリコール及びプロピレングリコールのうちの少なくとも１つを備えていることを特徴とする請求項４に記載のバッテリモジュール。
【請求項６】
前記流体は、冷媒であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項７】
前記冷却フィンに隣接して配置された第二のバッテリセルをさらに備え、これにより前記冷却フィンは前記第一のバッテリセルと前記第二のバッテリセルとの間に配置されている請求項１に記載のバッテリモジュール。
【請求項８】
バッテリモジュールの冷却方法であって、前記バッテリモジュールは、第一のバッテリセルと、第二のバッテリセルと、前記第一のバッテリセルと第二のバッテリセルとの間に配置され、第一のヘッダ及び第二のヘッダを有している冷却フィンと、押出ハウジングと、流れダイバータと、を有しており、前記第一のヘッダ及び前記第二のヘッダは、前記押出ハウジングの第一の端部及び第二の端部にそれぞれ連結され、前記押出ハウジングは、前記押出ハウジングを通じて延在している複数の第一の流れ通路と複数の第二の流れ通路とを有し、前記複数の第一の流れ通路及び前記複数の第二の流れ通路は、前記第一のヘッダ及び前記第二のヘッダと流体連通し、前記流れダイバータは、前記第一のヘッダ内に配置され、前記方法は、
前記第一のバッテリセルから前記冷却フィン内に熱エネルギーを伝えるステップと、
流体を前記第一のヘッダ内に収容するステップであって、前記流体は前記第一のヘッダ内の流れダイバータによって、前記押出ハウジング内の前記複数の第一の流れ通路を通じて、前記第二のヘッダへ方向転換され、これにより前記冷却フィンから熱エネルギーを取り出すステップと、
前記流体を、前記第二のヘッダから、前記押出ハウジング内の前記複数の第二の流れ通路を通じて、前記第一のヘッダに戻すように送るステップであって、このことが前記冷却フィンから熱エネルギーをさらに取り出すステップと、
を備え、
前記第一のヘッダ及び前記第二のヘッダは、チューブ状形状であり、
前記複数の第一の流れ通路の中の流れ通路の数が、前記複数の第二の流れ通路の中の流れ通路の数を上回っている方法。
【請求項９】
前記流体は、冷却剤であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記冷却剤は、エチレングリコール及びプロピレングリコールのうちの少なくとも１つを備えていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記流体は、冷媒であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリモジュール、及びバッテリモジュールの冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の空冷バッテリパックにおいて、環境大気からの環境空気は、バッテリパック内のバッテリセルを横切るように方向づけられ、次いでバッテリパックから排気される。
【０００３】
しかしながら、通常の空冷バッテリパックは、バッテリパックの温度を望ましい温度範囲内に保つという大きな課題を有している。
【０００４】
とりわけ、バッテリセルの最大動作温度は、バッテリを冷却するために利用される環境大気温度未満である場合が多い。このような状況下では、空冷バッテリパックにおいてバッテリセルを望ましい温度範囲内に保つことは不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の発明者は、上述の欠点を最小化及び／又は除外する、改良されたバッテリモジュールと、このバッテリモジュールの冷却方法との必要性を認識した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
代表的な実施形態によるバッテリモジュールが提供される。バッテリモジュールは、第一のバッテリセル及び冷却フィンを含んでいる。冷却フィンは、第一のバッテリセルに隣接して配置されている。冷却フィンは、第一及び第二のヘッダ（ｈｅａｄｅｒ）と、押出ハウジングと、流れダイバータ（ｆｌｏｗ  ｄｉｖｅｒｔｅｒ）とを有している。第一及び第二のヘッダは、押出ハウジングの第一及び第二の端部にそれぞれ連結されている。押出ハウジングは、この押出ハウジングを通じて延在している複数の第一の流れ通路と、複数の第二の流れ通路とを有し、これら複数の第一の流れ通路及び複数の第二の流れ通路は、第一及び第二のヘッダと流体連通している。流れダイバータは、第一のヘッダ内に配置され、流体をこの第一のヘッダから、押出ハウジング内の複数の第一の流れ通路を通じて、第二のヘッダへ流し、これにより第一のバッテリセルから熱エネルギーを取り出す。流れダイバータは、流体を第二のヘッダから、押出ハウジング内の複数の第二の流れ通路を通じて、第一のヘッダへ戻すようにさらに流し、これにより第一のバッテリセルから熱エネルギーをさらに取り出す。
【０００７】
別の代表的な実施形態による、バッテリモジュールの冷却方法が提供される。バッテリモジュールは、第一のバッテリセルと、この第一のバッテリセルに隣接して配置された冷却フィンとを有している。冷却フィンは、第一及び第二のヘッダと、押出ハウジングと、流れダイバータとを有している。第一及び第二のヘッダは、押出ハウジングの第一及び第二の端部にそれぞれ連結されている。押出ハウジングは、この押出ハウジングを通じて延在している複数の第一の流れ通路と、複数の第二の流れ通路とを有し、これら複数の第一の流れ通路及び複数の第二の流れ通路は、第一及び第二のヘッダと流体連通している。流れダイバータは、第一のヘッダ内に配置されている。方法は、第一のバッテリセルから冷却フィン内に熱エネルギーを伝えるステップを含んでいる。方法は、流体を第一のヘッダ内に収容するステップであって、この流体は第一のヘッダ内の流れダイバータによって、押出ハウジング内の複数の第一の流れ通路を通じて、第二のヘッダへ方向転換され、これにより冷却フィンから熱エネルギーを取り出すステップをさらに含んでいる。方法は、流体を、第二のヘッダから、押出ハウジング内の複数の第二の流れ通路を通じて、第一のヘッダに戻すように送るステップであって、冷却フィンから熱エネルギーをさらに取り出すステップをさらに含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的な実施形態による、バッテリモジュールを有するバッテリシステムの概略図である。
【図２】別の例示的な実施形態による、図１のバッテリシステムにおいて利用されているバッテリモジュールの概略図である。
【図３】図１のバッテリシステムにおいて利用されている冷却フィンの概略図である。
【図４】図３の冷却フィンの別の概略図である。
【図５】冷却フィン内の内部流れ通路を図示している、図３の冷却フィンの別の概略図である。
【図６】図３の冷却フィンにおいて利用される第一のヘッダの一部の拡大概略図である。
【図７】図３の冷却フィンにおいて利用される流れダイバータの拡大概略図である。
【図８】図３の冷却フィンの一部の断面概略図である。
【図９】第一のヘッダと押出ハウジングの一部とを図示している、図３の冷却フィンの端部の拡大概略図である。
【図１０】第一のヘッダと押出ハウジングの一部とを図示している、図３の冷却フィンの端部の拡大概略図である。
【図１１】第一のヘッダと押出ハウジングの一部とを図示している、図３の冷却フィンの端部の別の拡大概略図である。
【図１２】第一のヘッダと押出ハウジングの一部とを図示している、図３の冷却フィンの端部の別の概略図である。
【図１３】第二のヘッダと押出ハウジングの一部とを図示している、図３の冷却フィンの端部の拡大概略図である。
【図１４】第二のヘッダと押出ハウジングの一部とを図示している、図３の冷却フィンの端部の概略図である。
【図１５】第二のヘッダにおいて利用される、端部キャップ部材の概略図である。
【図１６】別の代表的実施形態による、バッテリモジュールの冷却方法のフローチャートである。
【図１７】別の代表的実施形態による、別のバッテリシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、代表的な実施形態による、電力を発生させるためのバッテリシステム１０が図示されている。バッテリシステム１０は、バッテリモジュール２０と、コンプレッサ２２と、凝縮器２４と、管路２８、３０、３２と、温度センサ３６と、ファン３８と、マイクロプロセッサ４０とを含んでいる。バッテリモジュール２０の利点は、このバッテリモジュールが押出ハウジングを有する冷却フィンを利用して、熱エネルギーをバッテリセルから冷却フィンへ伝導させて、これによりバッテリセルを効率的に冷却していることである。さらに、押出ハウジングの利点は、この押出ハウジングを２つのヘッダへ容易にろう付け又は溶接することができ、これにより、別の装置と比較してより容易に冷却フィンを製造できることである。
【００１０】
理解のために、用語「流体（ｆｌｕｉｄ）」は液体又は気体のいずれかを意味する。例えば、流体は冷却剤（ｃｏｏｌａｎｔ）又は冷媒（ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ）のいずれかを備えることができる。代表的な冷却剤は、エチレングリコール及びプロピレングリコールを含む。代表的な冷媒はＲ−１１、Ｒ−１２、Ｒ−２２、Ｒ−１３４Ａ、Ｒ−４０７Ｃ及びＲ−４１０Ａを含む。
【００１１】
図１及び図２を参照すると、バッテリモジュール２０は、内部に電圧を発生させるために設けられている。バッテリモジュール２０はバッテリセル６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０、８２と、冷却フィン９０、９２、９４、９６、９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２とを含んでいる。
【００１２】
バッテリセル６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０、８２は、電圧を発生させるために設けられている。とりわけ、バッテリセルそれぞれは、実質的に同様の構造を有している。例えば、バッテリセル６０を参照すると、バッテリセルは本体部分１５０と、フランジ部分１５２、１５４と、本体部分１５０から上方へ延在している電極１５６、１５８とを含んでいる。フランジ部分１５２、１５４は、本体部分１５０の第一の端部及び第二の端部から延在している。電極１５６、１５８は、これら電極の間に発生した電圧を有している。バッテリセルの電極は、バッテリモジュール２０の望ましい電圧及び電流に応じて、直列又は並列のいずれかの形で互いに電気的に接続することができる。代表的な一実施形態においては、バッテリセルそれぞれはリチウムイオンバッテリセルである。別の実施形態においては、バッテリセルは、例えばニッケル−カドミウムバッテリセル又はニッケル水素バッテリセルとすることができる。当然のことながら、当業者に知られている別のタイプのバッテリセルを利用することができる。
【００１３】
冷却フィン９０、９２、９４、９６、９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２は、熱エネルギーをバッテリセルから冷却フィン内へ伝えるために設けられている。冷却フィンそれぞれは、管路２８に流体連結された入口ポートを有している。さらに、冷却フィンそれぞれは、管路３０に流体連結された出口ポートを有している。冷却フィン９０は、バッテリセル６０、６２間に配置され、冷却フィン９２はバッテリセル６２、６４間に配置されている。冷却フィン９４は、バッテリセル６４、６６間に配置され、冷却フィン９６はバッテリセル６６、６８間に配置されている。冷却フィン９８は、バッテリセル６８、７０間に配置され、冷却フィン１００は、バッテリセル７０、７２間に配置されている。冷却フィン１０２は、バッテリセル７２、７４間に配置され、冷却フィン１０４は、バッテリセル７４、７６間に配置されている。冷却フィン１０６は、バッテリセル７６、７８間に配置され、冷却フィン１０８は、バッテリセル７８、８０間に配置されている。冷却フィン１０８は、バッテリセル７８、８０間に配置され、冷却フィン１１０は、バッテリセル８０、８２間に配置されている。さらに、冷却フィン１１２は、バッテリセル８２に隣接して配置されている。冷却フィンは、アルミニウム及び銅のうちの少なくとも１つから構築されている。作動の間に、冷却フィンはコンプレッサ２２から流体を収容するように構成されている。冷却フィンは、バッテリセルから、この冷却フィンを通じて流れている流体の中に熱エネルギーを伝え、これによりバッテリセルを冷却する。代表的な一実施形態においては、流体は、例えばエチレングリコール又はプロピレングリコールのような冷却剤である。別の代表的な実施形態においては、流体は冷媒である。
【００１４】
冷却フィンの構造は、互いに同一である。従って、冷却フィン９０の構造のみを、より詳細に説明する。図３、図４及び図５を参照すると、冷却フィン９０はヘッダ１７０、押出ハウジング１７２、及びヘッダ１７４を含んでいる。
【００１５】
図６及び図８〜図１１を参照すると、ヘッダ１７０はチューブ状部分１９０、拡張部分１９４、入口ポート１９８、出口ポート２００、流れダイバータ２０２、及びプラグ２０４、２０６を含んでいる。
【００１６】
チューブ状部分１９０は、このチューブ状部分１９０を通じて延在している内部領域２０７を含み、拡張部分１９４は、この拡張部分１９４を通じて延在している内部領域２０８を含んでいる。拡張部分１９４はチューブ状部分１９０に連結され、チューブ状部分１９０と略同一の長さを有している。さらに、チューブ状部分１９０の内部領域２０７は、拡張部分１９４の内部領域２０８と連通している。さらに、チューブ状部分１９０及び拡張部分１９４は、銅及びアルミニウムのうちの少なくとも１つから構築されている。
【００１７】
入口ポート１９８は、チューブ状部分１９０の直径よりも小さい直径を有し、チューブ状部分１９０の第一の端部内に配置されている。入口ポート１９８は、チューブ状部分１９０にろう付け又は溶接され、銅及びアルミニウムのうちの少なくとも１つから構築されている。
【００１８】
出口ポート２００は、チューブ状部分１９０の直径よりも小さい直径を有し、チューブ状部分１９０の第二の端部内に配置されている。出口ポート２００は、チューブ状部分１９０にろう付け又は溶接され、銅及びアルミニウムのうちの少なくとも１つから構築されている。
【００１９】
図７、図１１、及び図１２を参照すると、流れダイバータ２０２は、チューブ状部分１９０及び拡張部分１９４それぞれの内部領域２０７、２０８内部の所定の位置に配置されるように構成され、これによって流体はヘッダ１７０から複数の第一の流れ通路を通じてヘッダ１７４へ流れる。流れダイバータ２０２は、長方形状プレート２０５に連結された円形状プレート２０３を含む。とりわけ、円形状プレート２０３は、チューブ状部分１９０の内部領域２０７内に配置されるように構成されている。長方形状プレート２０５は、拡張部分１９４の内部領域２０８内に配置されるように構成されている。さらに、流れダイバータ２０２は、銅及びアルミニウムのうちの少なくとも１つから構築されている。
【００２０】
図５、図８、図９、及び図１１を参照すると、押出ハウジング１７２は、流体がこの押出ハウジング１７２を通じてヘッダ１７２、１７４間を流れることを許容するように設けられており、これにより隣接したバッテリセルから熱エネルギーを除去する。押出ハウジング１７２は、この押出ハウジング１７２を通じて延在している複数の流れ通路２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０、２４２、２４４、２４６、２４８、２５０、２５２、２５４、２５６、２５８、２６０、２６２、２６４、２６６、２６８、２７０、２７２、２７４、２７６、２７８、２８０、２８２、２８４、２８６、２８８、２９０、２９２を有している略長方形状のプレートである。さらに、押出ハウジング１７２の一端は、ヘッダ１７０の拡張部分１９４の一部内に配置されるように構成されており、これにより流れ通路の第一の端部はヘッダ１７０の内部領域２０７、２０８と流体連通している。押出ハウジング１７２は銅及びアルミニウムのうちの少なくとも１つから構築されており、拡張部分１９４にろう付け又は溶接されている。
【００２１】
図９及び図１０を参照すると、プラグ２０４、２０６は、拡張部分１９４の内部領域２０８内において、ヘッダ１７０の第一の端部及び第二の端部にそれぞれ配置されるように構成されており、これにより拡張部分１９４の端部を封止している。さらに、プラグ２０４、２０６は、内部領域２０８内における押出ハウジング１７２の両側に配置されている。プラグ２０４、２０６は、銅及びアルミニウムのうちの少なくとも１つから構築されており、拡張部分１９４にろう付け又は溶接されている。
【００２２】
図５、図１３、及び図１４を参照すると、ヘッダ１７４はチューブ状部分３１０と、拡張部分３１１と、端部キャップ３１２、３１４とを含んでいる。
【００２３】
チューブ状部分３１０は、このチューブ状部分３１０を通じて延在している内部領域３２０を含み、拡張部分３１１は、この拡張部分３１１を通じて延在している内部領域３２２を含んでいる。拡張部分３１１はチューブ状部分３１０に連結され、チューブ状部分３１０と略同一の長さを有している。さらに、チューブ状部分３１０の内部領域３２０は、拡張部分３１１の内部領域３２２と連通している。さらに、チューブ状部分３１０及び拡張部分３１１は、銅及びアルミニウムのうちの少なくとも１つから構築されている。押出ハウジング１７２の長方形状プレート２０５は、拡張部分３１１の内部領域３２２内の第二の端部に配置されるように構成されており、これにより押出ハウジング１７２の流れ通路２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０、２４２、２４４、２４６、２４８、２５０、２５２、２５４、２５６、２５８、２６０、２６２、２６４、２６６、２６８、２７０、２７２、２７４、２７６、２７８、２８０、２８２、２８４、２８６、２８８、２９０、２９２は、内部領域３２２、３２０と流体連通している。
【００２４】
端部キャップ３１２、３１４は、チューブ状部分３１０と拡張部分３１１との第一の端部及び第二の端部にそれぞれ連結されるように構成されており、これによりヘッダ１７４の第一の端部及び第二の端部を封止している。端部キャップ３１２、３１４は、銅及びアルミニウムのうちの少なくとも１つから構築されており、チューブ状部分３１０及び拡張部分３１１にろう付け又は溶接されている。端部キャップ３１２、３１４の構成は、互いに同一である。従って、端部キャップ３１２の構造のみを、以下に詳細に説明する。図１５を参照すると、端部キャップ３１２は、内部Ｔ字形状部分３２６に連結された内部円形状部分３２４を含んでいる。内部円形状部分３２４及び内部Ｔ字形状部分３２６は、内部領域３２０、３２２中にそれぞれ配置されるように構成されており、これによりヘッダ１７４の一端を封止する。端部キャップ３１２は、内部円形状部分３２４及び内部Ｔ字形状部分３２６にそれぞれ連結されている、外部円形状部分３２７及び外部長方形状部分３２８をさらに含んでいる。外部円形状部分３２７及び外部長方形状部分３２８は、チューブ状部分３１０及び拡張部分３１１の一端にろう付け又は溶接されている。
【００２５】
図５及び図８を参照すると、代表的な一実施形態においては、作動の間に、流れダイバータ２０２が流れ通路２７４に近接したヘッダ１７０内に配置されている際に、流体がヘッダ１７０の入口ポート１９８内に収容され、押出ハウジング１７２の流れ通路２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８、２４０、２４２、２４４、２４６、２４８、２５０、２５２、２５４、２５６、２５８、２６０、２６２、２６４、２６６、２６８、２７０、２７２、２７４を含む、複数の第一の流れ通路に送られる。次いで、流体は複数の第一の流れ通路を通じてヘッダ１７４の内部領域３２０、３２２に流れ、熱エネルギーを冷却フィン及び隣接したバッテリセルから流体内に取り出す。次いで、流体はヘッダ１７４を通じ、さらに複数の第二の流れ通路２７６、２７８、２８０、２８２、２８４、２８６、２８８、２９０及び２９２を通じて、ヘッダ１７０に戻るように送られ、このことは冷却フィン及びバッテリセルから熱エネルギーをさらに取り出す。その後、流体は出口ポート２００の外へ送られる。複数の第一の流れ通路における流れ通路の数が、複数の第二の流れ通路における流れ通路の数よりも多いことに、留意する必要がある。
【００２６】
冷却フィン９０、９２、９４、９６、９８、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０及び１１２は、バッテリセルを望ましい温度範囲内に保ち、とりわけ、バッテリセルを閾値温度レベル未満の温度に保つことができる。代表的な一実施形態においては、望ましい温度範囲は摂氏１５度〜摂氏３５度である。別の代表的な実施形態においては、閾値温度レベルは摂氏４０度である。
【００２７】
再び図１を参照すると、代表的な一実施形態においては、コンプレッサ２２は、マイクロプロセッサ４０からの制御信号に応じて、管路２８を通じてバッテリモジュール２０の入口ポート内へ冷媒を圧送するように構成されている。また、管路３０はバッテリモジュール２０の出口ポートに流体連結されている。管路３０は冷媒を出口ポートから収容し、かつ冷媒を凝縮器２４へ送る。
【００２８】
凝縮器２４は、この凝縮器２４を通じて流れる冷媒から熱エネルギーを取り出し、これにより冷媒を冷却するために設けられている。図示されているように、管路３２は、凝縮器２４とコンプレッサ２２との間を流体連結している。凝縮器２４を出た後に、冷媒は管路３２を通じてコンプレッサ２２に圧送される。
【００２９】
温度センサ３６は、ハウジング６０内に配置されたバッテリセルの温度レベルを示す信号を発生するために設けられ、この信号はマイクロプロセッサ４０によって受信される。
【００３０】
ファン３８は、空気に凝縮器２４を通過させるように設けられ、これによりマイクロプロセッサ４０からの制御信号に応じて凝縮器２４を冷却する。図示されているように、ファン３８は、凝縮器２４に近接して配置されている。
【００３１】
マイクロプロセッサ４０は、バッテリシステム１０の動作を制御するために設けられている。とりわけ、マイクロプロセッサ４０は、温度センサ３６からの信号が、バッテリセルの温度レベルが所定の温度レベルを上回っていることを示している際に、コンプレッサ２２にバッテリモジュール２０を通じて冷媒を圧送させるための制御信号を発生するように構成されている。さらに、マイクロプロセッサ４０は、温度センサ３６からの信号が、バッテリセルの温度レベルが所定の温度レベルを上回っていることを示している際に、ファン３８に凝縮器２４を横切るように空気を吹き付けさせるための別の制御信号を発生するように構成されている。
【００３２】
図１６を参照し、バッテリセルを有しているバッテリモジュール２０を冷却する方法のフローチャートを説明する。単純にするために、１つのバッテリセルおよび１つの冷却フィンのみが説明される。
【００３３】
ステップ３５０において、バッテリセル６０から冷却フィン９０内に熱エネルギーが伝わる。冷却フィン９０はヘッダ１７０、１７４、押出ハウジング１７２、及び流れダイバータ２０２を有している。
【００３４】
ステップ３５２において、ヘッダ１７０は流体を収容し、この流体はヘッダ１７０内の流れダイバータ２０２によって、押出ハウジング１７２内の複数の第一の流れ通路を通じて、ヘッダ１７４に方向転換し、これにより冷却フィン９０から熱エネルギーを取り出す。
【００３５】
ステップ３５４において、流体は、ヘッダ１７４から、押出ハウジング１７２内の複数の第二の流れ通路を通じて、ヘッダ１７０に戻るように送られ、このことは冷却フィン９０から熱エネルギーをさらに取り出す。
【００３６】
図１７を参照すると、別の代表的な実施形態による、電力を発生させるためのバッテリシステム４１０が図示されている。バッテリシステム４１０は、バッテリモジュール４２０と、ポンプ４２２と、熱交換器４２４と、冷却プレート４２５と、リザーバ４２６と、管路４２８、４３０、４３１、４３２、４３４と、温度センサ４３６と、ファン４３７と、冷媒システム４３８と、マイクロプロセッサ４４０とを含んでいる。バッテリシステム４１０とバッテリシステム１０との間の主な違いは、バッテリシステム４１０が、冷媒の代わりに冷却剤を利用してバッテリモジュール４２０を冷却していることである。
【００３７】
バッテリモジュール４２０は、上述されたバッテリモジュール２０と同一の構造を有している。
【００３８】
ポンプ４２２は、マイクロプロセッサ４４０からの制御信号に応じて、管路４２８を通じてバッテリモジュール４２０の入口ポート内に冷却剤を圧送するように構成されている。図示されているように、管路４２８は、ポンプ４２２とバッテリモジュール４２０との間に流体連結されており、管路４３０は、バッテリモジュール４２０と熱交換器４２４との間に流体連結されている。バッテリモジュール４２０の出口ポートを出た後に、冷却剤は管路４３０を通じて熱交換器４２４に圧送される。
【００３９】
熱交換器４２４は、この熱交換器４２４を通じて流れている冷却剤から熱エネルギーを取り出して、冷却剤を冷却するために設けられている。図示されているように、管路４３１は、熱交換器４２４と冷却プレート４２５との間に流体連結されている。熱交換器４２４を出た後に、冷却剤は管路４３１を通じて冷却プレート４２５へ圧送される。
【００４０】
ファン４３７は、空気に熱交換器４２４を通過させ、これによりマイクロプロセッサ４４０からの制御信号に応じて熱交換器４２４を冷却するために設けられている。図示されているように、ファン４３７は、熱交換器４２４に近接して配置されている。
【００４１】
冷却プレート４２５は、この冷却プレート４２５を通じて流れている冷却剤から熱エネルギーを取り出して、これにより冷却剤をさらに冷却するために設けられている。図示されているように、管路４３２は、冷却プレート４２５とリザーバ４２６との間に流体連結されている。冷却プレート４２５を出た後に、冷却剤は管路４３２を通じてリザーバ４２６に圧送される。
【００４２】
リザーバ４２６は、冷却剤の少なくとも一部を内部に貯蔵するために設けられている。図示されているように、管路４３４はリザーバ４２６とポンプ４２２との間に流体連結されている。リザーバ４２６を出た後に、冷却剤は管路４３４を通じてポンプ４２２へ圧送される。
【００４３】
温度センサ４３６は、バッテリモジュール４２０内のバッテリセルのうちの少なくとも１つの温度レベルを示す信号を発生するために設けられ、この信号はマイクロプロセッサ４４０によって受信される。
【００４４】
冷媒システム４３８は、マイクロプロセッサ４４０からの制御信号に応じて、熱交換器４２４を冷却するために設けられている。図示されているように、冷媒システム４３８は、冷却プレート４２５に作動可能に連結されている。
【００４５】
マイクロプロセッサ４４０は、バッテリシステム４１０の作動を制御するために設けられている。とりわけ、マイクロプロセッサ４４０は、温度センサ４３６からの信号が、バッテリセルのうちの少なくとも１つの温度レベルが所定の温度レベルを上回っていることを示している際に、ポンプ４２２にバッテリモジュール４２０を通じて冷媒を圧送させるための制御信号を発生するように構成されている。さらに、マイクロプロセッサ４４０は、温度センサ４３６からの信号が、バッテリセルのうちの少なくとも１つの温度レベルが所定の温度レベルを上回っていることを示している際に、ファン４３７に熱交換器４２４を横切るように空気を吹き付けさせるための別の制御信号を発生するように構成されている。さらに、マイクロプロセッサ４４０は、温度センサ４３６からの信号が、バッテリセルのうちの少なくとも１つの温度レベルが所定の温度レベルを上回っていることを示している際に、冷媒システム４３８に冷却プレート４２５を冷却させるための別の制御信号を発生するように構成されている。
【００４６】
バッテリモジュールと、このバッテリモジュールを冷却する方法とは、別のモジュール及び方法を上回る実質的な利点を提供する。とりわけ、これらバッテリモジュール及び方法は、押出マニフォルドを有する冷却フィンを利用するバッテリモジュール内のバッテリセルを冷却する技術的効果を提供し、この冷却フィンは容易に組み立てて製造することができる。
【００４７】
本発明は代表的な実施形態を参照することにより説明されたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変形を製作することが可能であり、且つ均等物によって本発明の要素を代替することが可能であることが、当業者によって理解される。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために、多くの変形例を製作することが可能である。従って本発明は、この発明を導くために開示された特定の実施形態に限定されることはないが、添付の特許請求の範囲内に含まれるあらゆる実施形態を本発明が含んでいることを意図している。さらに、「第一」「第二」等の用語の使用は、ある要素を別の要素から区別するために用いられている。さらに、「１つ」等の用語の使用は、数量の限定を意味しているわけではなく、むしろ参照されている項目が少なくとも１つ存在していることを意味している。
【符号の説明】
【００４８】
１０、４１０  バッテリシステム
２０、４２０  バッテリモジュール
２２  コンプレッサ
２４  凝縮器
２８、３０、３２、４２８、４３０、４３１、４３２、４３４  管路
３６、４３６  温度センサ
３８、４３７  ファン
４０、４４０  マイクロプロセッサ
６０  バッテリセル
９０  冷却フィン
１５０  本体部分
１７０、１７４  ヘッダ
１７２  押出ハウジング
１９０、３１０  チューブ状部分
１９４、３１１  拡張部分
１９８  入口ポート
２００  出口ポート
２０２  流れダイバータ
２０３  円形状プレート
２０４、２０６  プラグ
２０５  長方形状プレート
２０７、２０８、３２０、３２２  内部領域
２２０  流れ通路
３１２、３１４  端部キャップ
３２４  内部円形状部分
３２６  内部Ｔ字形状部分
３２７  外部円形状部分
３２８  外部長方形状部分
４２２  ポンプ
４２４  熱交換器
４２５  冷却プレート
４２６  リザーバ
４３８  冷媒システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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